【技术实现步骤摘要】
合像测量深小孔类孔径的非接触测量方法
本专利技术涉及一种高深宽比小孔内径的检测方法,尤其是机械加工中测量φ0.1mm~φ25mm内孔的非接触测量快速测量方法。
技术介绍
长度测量是几何量测量中的一项重要内容,孔径测量又是长度测量中的关键技术和难点之一。随着科学技术的发展和尖端产品的日益精密化、集成化和微型化,微小孔越来越广泛地应用于汽车、电子、光纤通讯和流体控制等领域,这些应用对微小孔的加工也提出了更高的要求。例如精密仪器上的轴孔、量针等,不仅要求孔径大小准确,而且要求孔壁光滑。有关内外径的高精度测量都是关键的技术问题,内外径测量和检定校准问题,量值传递和溯源问题也是越来越重要。结构简单、量程较大和精度较高的检测方法,实现孔内径的在线检测,这对于深孔加工过程中的质量控制和提高装配效率具有重要的意义。对这一尺寸的控制将直接影响仪器或加工件的装配质量甚至性能,因此,在对小尺寸孔类零件提出精密加工要求的同时,也是对其检测精度提出了更高的要求。在高深宽比小孔检测的过程中,由于其检测操作不便,效率低,检测的难度较大。孔类零件和轴类零件相比,即便公差等级相同,前者的检测也要更加困难一些。由于很难保证在小孔表面和小孔径深处的尺寸相同,特别是对于高深宽比且孔内又是断续的内表面的这类特殊孔。由于很难保证在小孔表面和小孔径深处的尺寸相同,特别是对于高深宽比且孔内又是断续的内表面的这类特殊孔。在人工测量方法中无法判断出测得的值是否是作用于截面的直径。除此之外,精密类零件为满足高精度的配合问隙,其内工作表面的粗糙度也要求很高,即便是平常被人们认为测量精度很高的传感器,也可能因为测 ...
【技术保护点】
一种合像测量深小孔类孔径的非接触测量方法,具有如下技术特征:首先是找直径最大处,CCD远心镜头(1)通过底座(5)弓形臂正对被测工件(2),瞄准深小孔,将合像光束“伸入”被测孔内表面进行测量,在影像感应器(9)上刻有一个种基准圆(15),同时在影像感应器(9)上产生一个种基准圆(15)与被测工件(2)的圆弧边缘影像(13)相交的长度不一致的两个交点,其中,种基准圆上交点(16)、种基准圆下交点(17),通过计算机找正基准圆上交点(16)与基准圆下交点(11)差值≤1μm,即基准圆上交点(16)与基准圆下交点(11)的差值≤1μm时找到了被测工件(2)直径最大处;然后,消除垂直度误差,由于被测工件(2)端面与微调工作台(8)存在不垂直误差,当被测工件(2)孔壁测量面靠近镜头光轴(12)时,部分光束因被测工件(2)中心与镜头光轴(12)不重合及被测工件(2)端面与微调工作台(8)存在不垂直度,光线被被测工件(2)的边缘遮盖,而另一部分光线被孔壁测量面(10)反射,反射影像(18)和边缘影像(13)通过计算机三维位置调整控制软件分别控制微调工作台(8)上的三维伺服电机,将反射的影像(18)和 ...
【技术特征摘要】
1.一种合像测量深小孔类孔径的非接触测量方法,具有如下技术特征:首先是找直径最大处,CCD远心镜头(1)通过底座(5)弓形臂正对被测工件(2),瞄准深小孔,将合像光束“伸入”被测孔内表面进行测量,在影像感应器(9)上刻有一个种基准圆(15),同时在影像感应器(9)上产生一个种基准圆(15)与被测工件(2)的圆弧边缘影像(13)相交的长度不一致的两个交点,其中,种基准圆上交点(16)、种基准圆下交点(17),通过计算机找正基准圆上交点(16)与基准圆下交点(11)差值≤1μm,即基准圆上交点(16)与基准圆下交点(11)的差值≤1μm时找到了被测工件(2)直径最大处;然后,消除垂直度误差,由于被测工件(2)端面与微调工作台(8)存在不垂直误差,当被测工件(2)孔壁测量面靠近镜头光轴(12)时,部分光束因被测工件(2)中心与镜头光轴(12)不重合及被测工件(2)端面与微调工作台(8)存在不垂直度,光线被被测工件(2)的边缘遮盖,而另一部分光线被孔壁测量面(10)反射,反射影像(18)和边缘影像(13)通过计算机三维位置调整控制软件分别控制微调工作台(8)上的三维伺服电机,将反射的影像(18)和未反射的边缘影像(13)逐渐调整向光轴(12)靠近的距离等于0时,边缘影像(13)与反射影像(18)在光轴(12)处相切合成为一个被测尺寸的边缘合像点(20),计算机控制软件将边缘合像点(20)作为此时瞄准的一个长度基准点,并根据在基准点位置时精密光栅尺位置尺寸,得到被测工件(2)的孔径一个边点的尺寸;同理,被测工件(2)移动到另一侧时,孔径另一个边点的尺寸也由此方法得到,通过计算得到两点尺寸,因而得到被测工件(2)的孔径尺寸。2.如权利要求1所述的合像测量深小孔类孔径的非接触测量方法,其特征在于:按直角坐标系,微调工作台(8)、两个轴线互为垂直的Y轴移动伺服电机(3)和水平调整伺服电机(4)在水平方向它们的轴线相交于坐标原点,坐标原点Z向轴线重合于CCD远心镜头(1)光轴,且水平调整伺服电机(4)受控于计算机。3.如权利要求1所述的合像测量深小孔类孔径的非接触测量方法,其特征在于:在底座(5)的上端平面上设有沿X轴方向滑移的移动工作台(7),底座(5)的侧平面上设有控制移动工作台(7)沿X轴移动的X轴移动伺服电机(6)。4.如权利要求1所述的合像测量深小孔类孔径的非接触测量方法,其特征在于:计算机启动时,CCD远心镜头(1)通过影像感应器(9),观察到被测工件(2)孔壁反射图像的边缘影像(13)与反射影像(18),CCD远心镜头通过计算机控制软件找测工件(2)孔径的最大直径。5.如权利要求1所述的合像测量深小孔类孔径的非接触测量方法,其特征在于:当被测工件(2)的边缘影像(13)与CCD远心镜头(1)的种基准圆弧(15)的种基准圆上交点(16)与反射影像(18)的种基准圆下交点(17)前后不一致而不相等,这时通过计算机采集影像感应器(9)基准圆上中基准圆上交点(16)与基准圆下交点(17)的长度尺寸,通过控制软件控制微调工作台(8)移动,直到边缘影像(13)与基准圆弧(15)的基准圆上交点(16)与基准圆下交点(...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘斌,罗梅,
申请(专利权)人:四川凌峰航空液压机械有限公司,
类型:发明
国别省市:四川,51
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